电梯装置以及用于控制电梯的方法_2

文档序号:9756309阅读:来源:国知局
到建筑物的电力分配网络I的电力供应经由建筑物的干线供应11发生。另外,在公共电力网络中出现电力中断的情况下向建筑物供应电力的备用功率发电机12连接到建筑物的电力分配网络I。取代发电机,也可以使用某个其他合适的电力源作为备用功率设备,诸如蓄电池、太阳能电池、燃料电池、飞轮、超级电容器或者这些的组合。
[0032]电梯组中的每个电梯包括驱动单元8,驱动单元8包括电梯控制单元和频率变换器。频率变换器的输入被连接到建筑物的电力分配网络I,输出被连接到曳引机5的电动机5的定子绕组。在本发明的本实施例中,使用永磁体同步电机作为电动机,但是也可以使用例如DC电机、感应电机或磁阻电机替代永磁体同步电机作为电动机。电梯轿厢4通过以下方式来被驱动:使用频率变换器经由电力分配网络I向驱动电梯轿厢的曳引机5的永磁体同步电机供应电力,以及从制动电梯轿厢的永磁体同步电机向电力分配网络供应回电力。
[0033]组控制器6被配置成形成用于基于服务请求驱动电梯轿厢的运行方案。软件还被配置成:估计曳引机实施上述替选所需要的电力,并且从多个不同替选中选择用于使用的运行方案,该运行方案在被实施时引起曳引机的电力在被相加在一起时对在建筑物的电力供应中(即在建筑物的干线供应11中或者在与备用功率设备12的连接中)出现的功率变化进行平滑化。出于这一原因,组控制器6通过根据针对电梯轿厢4的服务请求的数量估计乘客数量来估计不同电梯轿厢4的负载。另外,组控制器6从每个电梯轿厢4的负载配重设备的传感器接收关于相关的电梯轿厢4的负载的信息。基于所估计和所测量的负载数据,组控制器对于每个曳引机5计算在运行期间的功耗的估计并且从建筑物的电力供应的角度计算曳引机5的功耗之和Ρ?。
[0034]组控制器6还针对不同替选计算电梯的等待时间,即电梯乘客必须等待电梯服务的时间。最大等待时间一一即电梯的最长许可等待时间一一也被录入到组控制器6中。因此,最大等待时间为确保某个水平的电梯服务的性能指示符。组控制器6去除那些电梯的等待时间超过上述最大等待时间的替选并且从多个许可替选中选择用于使用的运行方案,该运行方案在被实施时,建筑物的电力供应中的功率变化为在最大等待时间的范围内的可能的最小值。因此,在要超过最大等待时间时建筑物的电力供应中的功率变化可以被减小而电梯服务的水平没有降低。
[0035]以替选方式,组控制器6通过在不同电梯轿厢之间划分服务请求来形成运行方案的多个替选,并且还以对应的方式计算曳引机5在不同替选中所需要的电力以及电力之和Ρ?。在一些实施例中,以协同方式在不同电梯轿厢4之间分配服务请求,以使得每个电梯轿厢4的目的在于停止在根据给予其的服务请求的楼层。在一些实施例中,在一些替选中还改变用于服务一个或多个服务请求的电梯轿厢4开始的时刻。在一些实施例中,在替选中还调节一个或多个电梯轿厢的加速阶段的最终部分期间的加速度和/或减速阶段的初始部分的减速度。在一些实施例中,在替选中还调节一个或多个电梯轿厢的最大速度。下面结合图3-7的描述更详细地描述建筑物的电力供应中的功率变化的幅度可以是针对不同替选而明显不同。
[0036]可以使用现有技术中已知的优化算法在替选运行方案之间做出选择。一个通常使用的算法为遗传算法,其操作在国际专利申请WO 01/65231 Α2中描述。可以以这一方式做出选择,例如以使电梯的等待时间最小化,但是在此通过从建筑物的电力供应的角度使曳引机的功耗之和Ρ?的变化幅度最小化并且或者取而代之使等待时间最小化来利用遗传算法。在一些实施例中,这通过在每个替选运行方案中计算功耗之和Ρ?的统计分散指数来实现。在一些实施例中,将由电梯装置外部的负载在建筑物的电力供应中引起的功耗加到功耗之和Ρ?,这一求和在计算分散指数时也被考虑在内。最优选地,使用功耗之和Ρ?的平均偏差或变化作为分散指数。借助于遗传算法,从多个替选中选择用于使用的运行方案,通过这一运行方案,功耗之和Ρ?的上述平均偏差或变化最小。在一些实施例中,通过设置用于这些运行方案的惩罚项(其中和Ρ?的最大瞬时值超过设定的门限极限)并且还通过在选择中偏好没有被设置惩罚项的运行方案(即没有超过上述功率极限的运行方案)来执行选择。
[0037]在一些实施例中,在组控制器6的存储器中记录功率极限,建筑物的电力供应中的负载不可以超过这一功率极限,并且组控制器6的软件被配置成选择用于在第一实例中使用的运行方案,在实施该运行方案时曳引机的电力在被求和时对建筑物的电力供应中出现的功率变化进行平滑化,以使得建筑物的电力供应中的最大功率不超过上述功率极限。这表示,除了分散指数,还确定曳引机5的功耗之和Ρ?的峰值,将该峰值与建筑物的电力供应的上述功率极限进行比较。然后那些峰值超过上述功率极限的替选被从多个运行方案替选中完全删除。在一些实施例中,通过设置用于这些运行方案的惩罚项(其中和Ρ?的最大瞬时值超过建筑物的电力供应的功率极限)并且还通过在选择中偏好没有被设置惩罚项的运行方案来执行运行方案的选择。
[0038]组控制器6还连接到数据传输总线17,数据传输总线17延伸到建筑物外部。数据传输总线17可以是例如因特网连接、无线链路等。在一些实施例中,组控制器6被配置成经由数据传输总线17从建筑物外部从电力供应商接收控制命令,基于控制命令来调节电力供应的上述功率极限。因此,可以增加或减小功率极限,以使得发电厂的发电机的负载以及同时使得电力网络的频率保持尽可能稳定。在一些实施例中,组控制器6被配置成经由数据传输总线17从建筑物外部从电力供应商或者例如从电子电力交换装置接收关于电力价格的瞬时波动的信息,在这种情况下,电力极限例如在电力暂时便宜时可以增加并且在电力价格暂时增加时可以降低。以这一方式,可以在减小建筑物的电力费用的同时而维持所需的电梯服务的水平。
[0039]本描述的解决方案使得能够例如在公共电力网络的容量否则可能开始耗尽的地区中更高效地使用现有的基础设施。这是社会已经提供用于减小电力消耗的财政刺激的类型的情况,例如在德国的部分地区以及美国纽约的曼哈顿地区中。
[0040]在图1中,还经由建筑物的电力分配网络向在电梯装置外部的电气设备18供应电力,这些设备因此连接到电力分配网络I。使用建筑自动化装置19,通过调节到在电梯装置外部的上述设备18的电力供应来控制建筑物的功能。
[0041 ]建筑物自动化装置19通过网络交换机(图1中未呈现)与组控制器6—样连接到相同的数据传输总线17。建筑物自动化装置19被配置成基于从组控制器6接收的变化命令、按照由组控制器6规定的方式改变电梯装置外部的所选设备18的电力消耗。选择这些设备以使得例如设备中的暂时电力中断或电流减小不会损害建筑物的用户。合适的设备因此为用于家庭用水的加热装置、空调装置、加热系统和建筑物的照明等。
[0042]组控制器6的软件被配置成形成用于改变建筑物的电力消耗的变化命令,并且还从多个不同替选中选择用于在第一实例中使用的运行方案,在实施该运行方案时曳引机5的电力之和Ρ?连同电梯装置外部的设备的变化后的电力消耗一起对在建筑物的电力供应中出现的功率变化进行平滑化,以使得建筑物的电力供应中的最大功率不超过设定功率极限。以这种方式,特别是在电力分配网络的电力中断或分配能力降低期间,能够为建筑物的用户确保适当水平的电梯服务。
[0043]图3a和3b以及对应的图4a、4、5a和5b呈现作为时间t的函数的在重的方向上同时驱动的电梯的曳引机5的功率P的图。在图3-7中,出于清楚的目的而以简化形式呈现功率的图,从图中省略了加速阶段和减速阶段两者的震颤的圆角效应(rounding effect)。重的方向表示当在该方向上驱动时,作用在曳引机的曳引轮上的力在电梯轿厢的运动方向上,诸如向上驱动的全加载的电梯轿厢或者向下驱动的比配重轻的电梯轿厢。在这种情况下,曳引机5的永磁体同步电机从网络、从建筑物的电力分布网络得到电力。相应地,轻的方向表示当在该方向上驱动时,作用在曳引机的曳引轮上的力在与电梯轿厢的运动方向相反的方向上,诸如向上驱动的比配重轻的电梯轿厢或者向下驱动的全加载的电梯轿厢。在这种情况下,曳引机5的永磁体同步电机制动并将电力返回建筑物的电力分布网络。在图3a和3b中,电梯轿厢在时刻to同时开始运动并且其速度温和地加速到最大速度。在电梯轿厢在时刻tl达到最大速度之后,继续以恒定速度运行直到在时刻t2电梯轿厢再次开始减速,以在时刻t3停止在停止楼层。曳引机5的功率需求在最终加速阶段在时刻11处于其最大值。
[0044]图3c呈现曳引机5的功耗之和Ρ?,该和对建筑物的电力供应构成负载。在图3c中,假定在电梯装置外部的设备18的功耗22在电梯的运行期间保持恒定。从图3c可知,功率变化——即功率的峰值23与最小值24之差——非常大,并且和Ρ?也超过了建筑物的电力供应的功率极限20。功率极限20为在正常操作期间基于建筑物的干线供应11的熔断器规格单独设置的功率极限以及在备用功率使用期间根据备用功率发电机12的规格设置的较低功
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